JP6307046B2 - Milling cutter - Google Patents
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Description
本発明は、ミーリングカッターに関し、特に数値或いはコンピューター数値の制御を受ける機械に対応し、先端の移動軌跡が円柱状の螺旋であるドリリング機能を有するミーリングカッターに関する。 The present invention relates to a milling cutter, and more particularly, to a milling cutter corresponding to a machine that is controlled by numerical values or computer numerical values and having a drilling function in which a moving locus of a tip is a cylindrical spiral.
図12に示すとおり、従来のドリルヘッドのドリリングの孔直径ψdは、ドリルヘッドのブレード直径ψDに基づき決まる。
そのため、各ドリルヘッドは、それぞれのサイズに応じた孔径しかドリリングできない。
よって、使用者は多種のサイズのドリルヘッドを準備しなければならず、これによりさまざまなサイズのドリルヘッドを取り揃える必要がある。
As shown in FIG. 12, the drilling hole diameter ψd of the conventional drill head is determined based on the blade diameter ψD of the drill head.
Therefore, each drill head can only drill a hole diameter corresponding to its size.
Therefore, the user has to prepare drill heads of various sizes, and thus it is necessary to prepare various sizes of drill heads.
また、ツイストドリルヘッドによりドリリングする際の切りくずは、多くが連続して排出され、且つ切りくずの幅が大きい。
特に軟鋼、アルミ或いはアルミ合金或いはステンレス材質のドリリング加工では、連続性切りくずは途切れにくく、切りくず排出溝内に詰まり易く、熱伝導及び抵抗が非常に大きくなり、主軸が受ける負荷は非常に大きい。
コントローラーの主軸負荷表は通常は60%前後であるため、工作機械の主軸、剛性、切削精度及び寿命等に対する影響は極めて大きい。
よって、ドリリングを行うことができず、間歇式ドリリングとして動いたり停まったりすることしかできない。
切りくずが詰まってしまえば、ドリリングを継続することはできないため、加工を一時のに中止し、切りくずを取り除いた後でなければ、作業を継続することはできない。
Further, most of the chips when drilling with the twist drill head are continuously discharged and the width of the chips is large.
In particular, in the drilling processing of mild steel, aluminum, aluminum alloy, or stainless steel, continuous chips are not easily interrupted, are easily clogged in the chip discharge groove, heat conduction and resistance are very large, and the load applied to the main shaft is very large.
Since the spindle load table of the controller is usually around 60%, the influence on the spindle, rigidity, cutting accuracy, life, etc. of the machine tool is extremely large.
Therefore, drilling cannot be performed, and it can only move or stop as intermittent drilling.
If the chips are clogged, drilling cannot be continued. Therefore, the processing can be continued only after the machining is temporarily stopped and the chips are removed.
図13に示す従来の使い捨て式ドリルヘッドにおいて、使い捨て式ドリルヘッドの使い捨て式カッターブレードには、切りくず切断溝の設計を有するが、ドリリング材質が柔らかい材料である時には、切りくずが容易に切断されない現象が生じ、詰まりが発生し、過熱の現象が起き易い。
そのため、切削液を使用し、ドリルヘッドに掛けなければならない。
しかし、加工が深すぎる時には、排出された切りくずは、切削液の孔内への進入を妨げ、ドリルヘッド末端のカッティングエッジ位置まで到達できず、カッティングエッジの温度は上昇を続ける。
このため、やはりドリリングを中止し、切りくずを取り除いた後でなければ、作動を継続することはできない。
In the conventional disposable drill head shown in FIG. 13, the disposable cutter blade of the disposable drill head has a chip cutting groove design, but when the drilling material is a soft material, the chips are not easily cut. Phenomenon occurs, clogging occurs, and overheating is likely to occur.
Therefore, cutting fluid must be used and applied to the drill head.
However, when the machining is too deep, the discharged chips prevent the cutting fluid from entering the hole, cannot reach the cutting edge position at the end of the drill head, and the temperature of the cutting edge continues to rise.
For this reason, the operation cannot be continued until after the drilling is stopped and the chips are removed.
中心から出水するドリルヘッドは市販されているが、中心出水設備は高価で、工作機械コストの30%あまりを占めるため、普及率はわずかに5%前後である。
よって従来のドリリング作業は、動いたり停まったりの間歇式ドリリングにより、切りくず排出及び放熱の機能を達成しなければならない。
そのため、加工効率は明らかに劣り、加工コストを拡大してしまう。
Drill heads that discharge water from the center are commercially available, but the center water discharge equipment is expensive and accounts for about 30% of the machine tool cost, so the penetration rate is only around 5%.
Therefore, the conventional drilling operation must achieve the functions of chip discharge and heat dissipation by intermittent drilling that moves and stops.
Therefore, the processing efficiency is clearly inferior and the processing cost is increased.
上記した2種のドリルヘッドにおいて、その切削方式は共に連続切削に属するため、それが発生する切りくずは大きく、且つ連続性の切りくずであるあるため、詰まり及び過熱現象が容易に発生する。
また、ツイストドリルヘッドであろうと、使い捨て式ドリルヘッドであろうと、ドリリング深さの制限について考慮しなければならない。
ドリリングの深さが深いほど、切りくずの排出ができないという問題が起こり易く、切りくずはドリル溝内に詰まり、フィードできないという欠点を招くため、ドリルヘッドを引き出し、切りくずを排出し、さらに冷却した後でなければドリリング作業を継続することはできない。
In the above-described two types of drill heads, since the cutting method belongs to continuous cutting, the generated chips are large and are continuous chips, so clogging and overheating phenomenon easily occur.
Also, drilling depth limitations, whether twist drill heads or disposable drill heads, must be considered.
The deeper the drilling depth, the more likely the problem is that chips cannot be discharged, and the chips are clogged in the drill groove, leading to the disadvantage of not being able to feed, so the drill head is pulled out, the chips are discharged and cooled further The drilling operation cannot be continued until later.
前記先行技術を示す図12及び図13で分かるとおり、従来のツイストドリルヘッド或いは使い捨て式ドリルヘッドの2種のドリルヘッドにおいて、その切削方式は共に連続切削に属するため、それが発生する切りくずは大きく、且つ連続性の切りくずであるため、詰まり及び過熱が発生し易い。
各ドリルヘッドは、それぞれのサイズに応じた孔径しかドリリングできないため、使用者は多種のサイズのドリルヘッドを準備しなければならず、ドリルヘッドサイズの在庫量が非常に多くなってしまう。
且つドリリング深さの制限を考慮しなければならず、ドリリングの深さはドリル溝の高度を超過してはならない。
さもなくば、切りくずはドリル溝内に詰まり、フィードできない欠点がある。
As can be seen from FIGS. 12 and 13 showing the prior art, in the two types of drill heads of the conventional twist drill head or the disposable drill head, since the cutting method belongs to continuous cutting, the generated chips are large. In addition, since the chips are continuous, clogging and overheating are likely to occur.
Since each drill head can only drill a hole diameter corresponding to its size, the user must prepare various types of drill heads, and the inventory amount of drill heads becomes very large.
And drilling depth limitations must be considered, and the drilling depth should not exceed the height of the drill groove.
Otherwise, there is a drawback that the chips are stuck in the drill groove and cannot be fed.
本発明の目的は、放熱と切りくず排出の効果を有し、先端の移動軌跡が円柱状の螺旋であり、ミーリング加工及びドリリング加工を行うミーリングカッターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a milling cutter which has effects of heat dissipation and chip discharge, has a tip moving locus of a cylindrical spiral, and performs milling and drilling.
本発明によるミーリングカッターは、アーバーおよびカッターブレードを備える。
アーバーは、一端に凹溝が設置されており、本体の周壁に方形状或いは円弧状の螺旋溝が形成されており、螺旋溝の一端である溝端と凹溝とが連接する。
凹溝は、アーバーを切り欠いた第1面と第2面とによって区画されている。
カッターブレードは、凹溝の前記第1面に設置されており、アーバーの軸方向の一端側に形成され波浪形状をなす第1ブレードと、周壁側に形成されアーバーの軸方向にストレート形状をなす第2ブレードとを有し、第1面はアーバーの軸方向に延びて形成される平面であり、第2面は第1面と交差する曲面であり、第1面と第2面との交線は弧状であり、螺旋溝の軸方向の幅は、第1面の軸方向の最大長さより小さい。
The milling cutter according to the present invention comprises an arbor and a cutter blade.
The arbor is provided with a concave groove at one end, a rectangular or arcuate spiral groove is formed on the peripheral wall of the main body, and the groove end, which is one end of the spiral groove, is connected to the groove.
The concave groove is defined by a first surface and a second surface where the arbor is cut out.
The cutter blade is installed on the first surface of the concave groove, and is formed on one end side in the axial direction of the arbor and has a wave shape, and is formed on the peripheral wall side and has a straight shape in the axial direction of the arbor. A second blade, the first surface is a plane formed extending in the axial direction of the arbor, the second surface is a curved surface intersecting the first surface, and the intersection of the first surface and the second surface. line Ri arcuate der, the axial width of the helical groove is less than the maximum length in the axial direction of the first surface.
本発明の一態様によるミーリングカッターは、先端の移動軌跡が円柱状の螺旋である構成、および、ブレードの構造により、水平ミーリング加工、及び下方へのドリリング加工を行い、カッターのサイズより大きい孔を加工することができる。
よって、カッターの数を減らすことができ、切削液がカッター中心位置から注入孔内に注入され、高速回転、高トルクのドリリングおよびミーリング作業に螺旋溝の構成との組み合わせにより、切削液及び切りくずが螺旋溝から孔の外側へと上向きに押し出される。
これにより、カッター切削により生じる熱エネルギーを低下させ、切りくずの排出がスムーズとなり、カッターの鋭利な状態を保持することができ、さらに深い孔の加工に適することができる。
The milling cutter according to one aspect of the present invention performs horizontal milling and downward drilling by the configuration in which the movement trajectory of the tip is a cylindrical spiral and the structure of the blade, so that a hole larger than the size of the cutter is formed. Can be processed.
Therefore, the number of cutters can be reduced, and the cutting fluid is injected into the injection hole from the center position of the cutter, and the combination of the cutting fluid and the chips by the combination of the spiral groove for high speed rotation, high torque drilling and milling operations. Is pushed upward from the spiral groove to the outside of the hole.
Thereby, the thermal energy produced by cutter cutting is reduced, chip discharge becomes smooth, the sharp state of the cutter can be maintained, and it can be suitable for processing deeper holes.
(一実施形態)
図1〜図3に示すとおり、本発明の一実施形態によるミーリングカッターは、数値或いはコンピューター数値により制御される工作機械に対応し、先端の移動軌跡が円柱状の螺旋であり、ミーリング加工及びドリリング加工を実現するミーリングカッターである。
(One embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the milling cutter according to one embodiment of the present invention corresponds to a machine tool controlled by numerical values or computer numerical values, and has a cylindrical moving spiral at the tip, milling and drilling. It is a milling cutter that realizes processing.
本発明の一実施形態によるミーリングカッター10は、アーバー11を有する。
アーバー11の一端の相互に交差する位置には、凹溝12が設置されている。
凹溝12の底面には、カッターブレード13を形成する。
カッターブレード13の底面及び側面には、第一ブレード131、第二ブレード132を形成する。
凹溝12底面の第一ブレード131は、波浪状を呈する。
アーバー11の本体周縁上には、螺旋溝14が設置されている。
螺旋溝14の溝端141は、凹溝12と連接する。
A
A
A
A
The
On the peripheral edge of the main body of the
The
本実施形態のミーリングカッター10は、先端の移動軌跡が円柱状の螺旋であり、水平ミーリング加工及び下向きのドリリング加工を行うことができるため、下向きに直接ドリリングすることしかできない従来のドリルヘッドとは異なる。
The
ミーリングカッター10の螺旋式ドリリングおよびミーリングの実施形態を示す図4及び図5に示すとおり、本実施形態では、ミーリングカッター10は、ブレード直径ψDがψ27mmのミーリングカッター10で、形成された孔の直径ψdがψ33mmの孔径の加工操作を行う。
As shown in FIGS. 4 and 5 showing the embodiment of spiral drilling and milling of the
ミーリングカッター10のブレード直径ψDは被加工孔の直径ψdより小さいため、作動時に、ミーリングカッター10のアーバーの中心軸Cは、孔中心cから間隔距離eを離れなければならない。
これにより、第二ブレード132は、孔31の辺縁を加工することができる。
この位置が、ミーリングカッター10のドリリング加工およびミーリング加工時の極限位置である。
Since the blade diameter ψD of the
Thereby, the
This position is an extreme position when the
ミーリングカッター10が、回転する時、その中心点Cと孔中心cとの間は、間隔距離eを維持する。
これにより、らせん軌跡Sに沿ってドリリング加工を行い、らせん軌跡Sのらせん軌跡の直径ψiはミーリングカッター10の回転直径である。
When the
Thus, drilling is performed along the spiral locus S, and the diameter ψi of the spiral locus of the spiral locus S is the rotational diameter of the
図6及び図7に示すとおり、ブレード直径がψ27mmのミーリングカッター10が、サイズがより大きい孔径のドリリング加工およびミーリング加工を行う際には、ドリリング加工およびミーリング加工が巡るらせん軌跡Sのらせん軌跡の直径ψiはより大きい。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the
図8に示すとおり、ミーリングカッター10は、高速(約3537rpm)及び高トルクの状態で回転する。
且つ水パイプ20は同時に、ミーリングカッター10の移動に従い、大量の切削液を放出する。
切削液は切削された孔31内に流入し、これによりミーリングカッター10の頭部は、切削液内に沈む。
アーバー11に従い高速回転する螺旋溝14において、溝端141位置より切削液を注入する。
切削液は、高トルクが生じる推力Qを受け押される(図9参照)。
As shown in FIG. 8, the
At the same time, the
The cutting fluid flows into the
In the
The cutting fluid receives and thrusts a thrust Q that generates a high torque (see FIG. 9).
螺旋溝14の回転が生じる推力Qにより、切りくず40は上方へと流動し、且つ螺旋溝14は、孔31の側壁面に非常に接近し、さらに切削液の粘度もあるため、切削液及び切りくず40は制限を受け、上方へと移動し、最後に孔31の外へと流出し、且つ徐々に堆積する。
前記ミーリングカッター10の螺旋溝14は、方形状の実施形態である。
Due to the thrust Q generated by the rotation of the
The
図10に示すとおり、本実施形態では螺旋溝14が円弧状である。
螺旋溝14の形状は、本発明の実施形態の説明に用いるのに過ぎず、本発明にを制限するものではない。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the
The shape of the
図2に示すとおり、螺旋溝14の溝の深さb及び溝の幅wのサイズは、切りくずの大きさに応じて設計される。
ミーリングカッター10は自動的に切りくず40を切断するため、それが形成する切りくずは非常に小さい。
よって、溝の深さb及び溝の幅wのサイズも小さいため、ミーリングカッター10の本体の剛性は良好となり、高回転速度及び大トルクの回転を受け止めることができる。
強く切削しても、過大な変形はないため、そのドリリング加工およびミーリング加工の精度を向上させられ、最後の加工のために残すサイズを低下させることができる。
As shown in FIG. 2, the groove depth b and the groove width w of the
Since the
Therefore, since the size of the groove depth b and the groove width w is also small, the rigidity of the main body of the
Even if it cuts strongly, since there is no excessive deformation, the precision of the drilling process and milling process can be improved, and the size left for the last process can be reduced.
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、カッターブレードを、使い捨て式の構成にすることができる。図11に示すとおり、ミーリングカッター10の凹溝12には、カッター台15が設置されている。
カッター台15には、使い捨て式カッターブレード50が設置されている。
使い捨て式カッターブレード50の底面及び側面には、第一ブレード51、第二ブレード52が形成されており、底面の第一ブレード51は、波浪状を呈する。
(Other embodiments)
In other embodiments of the present invention, the cutter blade can be of a disposable configuration. As shown in FIG. 11, a cutter table 15 is installed in the
A
A
本発明では、先端の移動軌跡が円柱状の螺旋であり、水平ミーリング加工、及び下方へのドリリング加工を行い、カッターサイズより大きい孔を加工することができる。
よってカッターの準備数を減らすことができ、切削液はカッター中心位置から注入孔内に注入され、高速回転、高トルクのドリリング加工およびミーリング加工に螺旋溝の構成を組み合わせることで、切削液及び切りくずは、螺旋溝から孔外へと上向きに押し出されこれにより、カッター切削により生じる熱エネルギーを低下させ、切りくずの排出はスムーズになり、カッターは鋭利な状態を保持でき、さらに深い孔の加工に適合することができる。
そのため、工作機械専用の中心出水設備を購入しなくとも、ドリリング加工或いは深孔の加工作業を行うことができる。
カッターには、ドリリング加工の出水孔を設ける必要がなく、既存の切削液供給設備により、カッター切削液を供給すればよい。
In the present invention, the movement trajectory of the tip is a cylindrical spiral, and a hole larger than the cutter size can be machined by performing horizontal milling and downward drilling.
Therefore, the number of cutter preparations can be reduced, and the cutting fluid is injected into the injection hole from the center position of the cutter, and by combining the configuration of the spiral groove with high speed rotation, high torque drilling processing and milling processing, the cutting fluid and cutting fluid are combined. The scrap is pushed upward from the spiral groove to the outside of the hole, thereby reducing the thermal energy generated by the cutter cutting, discharging the chip smoothly, keeping the cutter sharp, and processing deeper holes. Can fit.
Therefore, drilling processing or deep hole processing can be performed without purchasing a central water supply facility dedicated to machine tools.
The cutter does not need to be provided with a water drain hole for drilling, and the cutter cutting fluid may be supplied by existing cutting fluid supply equipment.
前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は特許請求の範囲を基準とする。 The embodiments of the present invention described above do not limit the present invention, and therefore the scope protected by the present invention is based on the claims.
10 ミーリングカッター、
11 アーバー、
12 凹溝、
13 カッターブレード、
131 第一ブレード、
132 第二ブレード、
14 螺旋溝、
141 溝端、
15 カッター台、
20 水パイプ、
31 孔、
40 切りくず、
50 使い捨て式カッターブレード、
51 第一ブレード、
52 第二ブレード、
ψD ブレード直径、
ψd 孔直径、
C アーバーの中心軸、
c 孔の中心、
e 間隔距離、
S らせん軌跡、
ψi らせん軌跡の直径、
b 溝の深さ、
w 溝の幅、
Q 推力。
10 Milling cutter
11 Arbor,
12 groove,
13 Cutter blade,
131 first blade,
132 second blade,
14 Spiral groove,
141 groove end,
15 cutter stand,
20 water pipes,
31 holes,
40 Chips,
50 Disposable cutter blade,
51 first blade,
52 second blade,
ψD blade diameter,
ψd hole diameter,
C Arbor center axis,
c the center of the hole,
e Interval distance,
S spiral trajectory,
ψi the diameter of the helical trajectory,
b Groove depth,
w groove width,
Q Thrust.
Claims (2)
前記アーバーは、一端に凹溝が設置されており、本体の周壁に方形状或いは円弧状の螺旋溝が形成されており、前記螺旋溝の一端である溝端と前記凹溝とが連接し、
前記凹溝は、前記アーバーを切り欠いた第1面と第2面とによって区画されており、
前記カッターブレードは、前記凹溝の前記第1面に設置されており、前記アーバーの軸方向の一端側に形成され波浪形状をなす第1ブレードと、前記周壁側に形成され前記アーバーの軸方向にストレート形状をなす第2ブレードとを有し、
前記第1面は前記アーバーの軸方向に延びて形成される平面であり、前記第2面は前記第1面と交差する曲面であり、前記第1面と前記第2面との交線は弧状であり、
前記螺旋溝の軸方向の幅は、前記第1面の軸方向の最大長さより小さいことを特徴とするミーリングカッター。 With arbor and cutter blade,
The arbor has a recessed groove at one end, a rectangular or arcuate spiral groove is formed on the peripheral wall of the main body, and the groove end that is one end of the spiral groove and the recessed groove are connected,
The concave groove is defined by a first surface and a second surface in which the arbor is cut out,
The cutter blade is installed on the first surface of the concave groove, and is formed on one end side in the axial direction of the arbor and has a wave shape, and is formed on the peripheral wall side in the axial direction of the arbor. And a second blade having a straight shape,
The first surface is a plane formed extending in the axial direction of the arbor, the second surface is a curved surface intersecting the first surface, and the line of intersection between the first surface and the second surface is arcuate der is,
The milling cutter characterized in that the axial width of the spiral groove is smaller than the maximum axial length of the first surface .
前記カッターブレードは、使い捨て式カッターブレードであり、前記カッター台に設置されていることを特徴とする請求項1に記載のミーリングカッター。 Further comprising a cutter base installed in the groove,
The milling cutter according to claim 1, wherein the cutter blade is a disposable cutter blade and is installed on the cutter table.
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